北冰洋的加克洋中脊是全球最慢速扩张的洋中脊，该洋中脊西接西北大西洋洋中脊，往东一直延伸至西伯利亚的陆架区域，扩张速率从西侧的14.6 mm/yr减低到东侧的6.3 mm/yr。该最慢速扩张的端元模型形成了一系列独特的地质特征，以往的工作表明沿该洋中脊有蛇纹石化橄榄岩的出露，但也有岩浆作用较为强烈的区域，而且未见有转换断层的发育。深部结构控制了地表的构造与岩浆过程，而海底广角反射/折射地震实验是刻画岩石圈结构的最为有效的方式。然而由于该地区常年被重冰覆盖，利用海底地震仪（OBS）进行岩石圈深部结构探测的方式被认为是“不可能完成的任务”。

图1 北冰洋加克洋中脊主要地形图（左）及地震测线图（右）

2021年，自然资源部第二海洋研究所依托第十二次北极科学考察航次，首次在北极加克洋中脊常年冰封区自主完成了大规模海底地球物理综合探测，创造了多项国际新纪录。共布设海底地震仪43台次，回收率高达97.7%，布设海底大地电磁仪6台次，回收5台次，完成400 km人工源地震炸测，并进行了声呐浮标、海底重磁、海底多波束等非震地球物理综合探测。本文针对高纬重冰区的海底广角反射/折射地震实验过程中：（1）包括震源系统、海底地震仪、短基线系统和小型水下机器人等设备的研制与改造；（2）OBS的投放、炸测、声呐浮标的投放，以及OBS的回收的流程和经验；（3）地震数据的处理流程等进行了详细的描述，并对地震数据的初步结果进行了展示。以上工作表明包括冰下海底地震仪、声呐浮标、短基线阵列、水下自治机器人等关键技术设备全面实现自主研发，形成系列冰区海底探测流程，标志我国已完全具备高纬极寒密集冰区海底探测的自主作业能力，可为今后高纬重冰区地震作业的开展提供了成功典范。

图2 自主研发的部分国产设备（a）一体式OBS；（b）分体式OBS；（c）短基线系统；（d）小型ROV

相关成果已在线发表于国际地学期刊Geosystems and Geoenvironment。

文章信息：Ding, W.W*., Niu, X.W., Zhang, T., Chen, S.G., Liu, S.H., Tan, P.C., Kong, F.S., Jin, Z.D., Huang, S.H., Wei, C.H., Fang, Y.X., Sun, Q.C., Li, J.B*., 2022. Submarine wide-angle seismic experiments in the High Arctic: The JASMInE Expedition in the slowest spreading Gakkel Ridge,https://doi.org/10.1016/j.geogeo.2022.100076